汽车理论余志生版1.4.ppt

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1,第一章汽车动力性,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,本节将介绍附着力、附着条件、附着率等基本概念，分析汽车在纵向坡道上加速上坡时的受力，确定汽车在不同行驶条件下的附着率。

返回目录,2,1.附着力,附着系数，与路面和轮胎都有关。

地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力。

FZ地面作用在车轮上的法向反力；,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,一、汽车行驶的附着条件,常见路面的平均附着系数,思考：

为什么汽车在湿土路上容易出现打滑现象？

3,光面胎和带花纹的轮胎在干燥硬路面上的附着系数有何不同？

轮胎花纹起什么作用？

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,胎面与的关系？

4,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,5,F1方程式赛车在不同天气条件下使用的不同胎面花纹的轮胎,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,6,胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积，使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,7,后轮驱动时，附着条件是,附着条件：

地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力。

驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？

其大小可否通过驾驶员合理控制？

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,2.附着条件,思考,8,令,后轮驱动汽车的附着条件也可以表达为,C2后轮驱动汽车驱动轮的附着率；,3.附着率,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,由附着条件可得,前轮驱动时，附着条件是,令,C1前轮驱动汽车驱动轮的附着率；,前轮驱动汽车的附着条件也可以表达为,附着率越小或路面附着系数越大，附着条件越容易满足。

9,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,路面附着系数低时车轮会出现滑转（视频）,10,前轮驱动时，如果FX1小、FZ1大、小，附着条件容易得到满足。

FX1小,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,路面条件好，车速低，Ff小；行驶车速低，Fw小；路面平坦，Fi小；不急加速，Fj小。

什么路面条件下，附着条件不易满足？

湿滑路面、冰雪路面、沙地等。

当路面有积雪时，起步用高挡好还是用低挡好？

用高挡轻踩加速踏板起步较好。

汽车在什么工况下工作，附着条件会不易满足？

起步急加速。

解释为什么？

11,解决方案,装用TCS（ASR）驱动力控制系统，通过对驱动轮作用制动力矩控制起步过程的FX2。

进而减少燃油喷射量,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,起步过程中，驱动轮的严重滑转会加剧轮胎的磨损。

12,，越野车如何爬上100的坡道？

越野汽车爬坡时,即只有附着系数大于1时，才有可能爬上100%的坡道。

思考,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,13,此时必须依靠越野轮胎花纹的抓地性，并与良好的路面相配合，才能提高附着系数。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,14,二、汽车的附着力与地面法向反作用力,汽车在加速上坡时，附着条件不易满足。

以下将在此工况下，分析路面作用在车轮上的法向力FZ和切向力FX。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,15,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,16,主要与质心位置及坡度角有关。

（1）静态轴荷的法向反作用力,

（2）动态分量,思考：

汽车加速前进时，前后轮的垂直载荷发生什么变化？

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,17,FZd1,FZd2,加速时,后驱车容易满足附着条件,跑车大多采用后轮驱动,思考：

加速时，前驱车还是后驱车容易满足附着条件？

保时捷911双座跑车采用后置式发动机后轮驱动。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,18,绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考：

要想使发动机转矩得到充分发挥，又满足附着条件，最理想的驱动方式是什么？

四轮驱动,19,高级轿车自重大，Ff大；车速高，车体大，FW大；发动机排量大，Ft大。

思考：

什么车型适合用四轮驱动？

超级跑车车速高，FW大；发动机排量大，Ft大。

越野车道路条件差，附着系数小。

重型货车自重大，Ff大，道路条件差，附着系数小。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,20,CLf前空气升力系数；CLr后空气升力系数。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,（3）空气升力,21,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,22,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,23,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,24,（4）滚动阻力偶矩产生的部分,此项较小，可以忽略不计,忽略旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩之后,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,25,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况，以下将在此工况下进行分析。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,26,将整车分解为车身、驱动轮（前轮）、从动轮（后轮）三部分，分别分析其受力。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,27,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,对车轮中心取力矩平衡:

28,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,对车轮中心取力矩平衡:

匀速运动时,29,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,根据汽车行驶方程:

30,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,Tjw2很小，忽略不计,31,代入得,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,将,32,将代入得,注意与Fj的区别,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,当汽车由前轮驱动时,同理可得：

当汽车由后轮驱动时,33,四、附着率,汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。

1.加速、上坡行驶时的附着率,1）后轮驱动汽车,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,34,令,忽略空气阻力和滚动阻力,q包含加速阻力在内的等效坡度。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,为加速上坡行驶时要求的地面附着系数。

当在一定附着系数的路面上行驶时，汽车能通过的最大等效坡度为q。

将,代入,35,2）前轮驱动汽车,当汽车由后轮驱动时,同理可得，当汽车由前轮驱动时,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考：

如果a=b，哪种驱动方式的等效坡度更大？

36,3）四轮驱动汽车,令后轴的转矩分配系数为,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,37,通常前、后驱动轮的附着率不相等，汽车的等效坡度受附着率较大驱动轮的限制。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,等效坡度一定时，如果前轮附着率较大，前驱动轮的驱动力将先达到地面附着力而滑转，后驱动轮驱动力也保持在前轮刚开始滑转时的数值不再增加。

38,如果前、后轮驱动力可以通过自动调节同时达到附着力极限,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,即,39,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考：

如果路面附着系数，两种轿车1挡的动力性可否得到充分发挥？

40,2.高速行驶时的附着率,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,41,随着车速的增加，后轮的法向反作用力下降，而切向反作用力则按车速的平方关系增大。

因此，附着率随车速的提高而急剧增大，附着条件不易满足。

第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考：

高速轿车该如何解决附着率过大的问题？

42,作业：

1.试用汽车的动力特性图来分析汽车的动力性能。

2.某汽车的质量为1460kg，CD0.4，迎风面积A1.8m2。

该车在道路阻力系数为0.035的道路上用直接挡以70km/h的车速等速行驶。

若发动机的工况不变，当变速器改用传动比为1.72的挡位等速行驶时，计算汽车的动力因数。

43,3某货车总质量为8000k，路面滚动阻力系数f=0.01，坡道角=15。

，若用I档爬坡，速度稳定。

1）求Ff、Fi、Fw、Fj各为多少?

2）要爬过该坡的驱动力至少为多少?

3）该车仅后轴驱动，有足够大的驱动力。

设驱动轮地面法向反力为60009.81N，问当附着系数=0.7及因雨后结冰=0.1时，驱动轮是否会滑转?

4）绘制下列曲线：

驱动力图。

动力特性图，并求最高车速及最高档和最低档最大爬坡度。

直接档加速度曲线。

直接档的加速时间曲线。

44,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,本节内容结束,下一节,